ภารกิจในการขึ้นไปสู่ดวงจันทร์

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ของ MIT ได้พบว่ารูพรุนของเปลือกดวงจันทร์ซึ่งลึกลงไปใต้พื้นผิว สามารถเปิดเผยเรื่องราวมากมายเกี่ยวกับประวัติการทิ้งระเบิดของดวงจันทร์ ในการศึกษาที่ปรากฏในNature Geoscienceทีมงานได้แสดงให้เห็นผ่านการจำลองว่า ในช่วงแรกของการทิ้งระเบิด ดวงจันทร์มีรูพรุนสูง ซึ่งมีรูพรุนเกือบหนึ่งในสามพอๆ กับหินภูเขาไฟ ความพรุนสูงนี้น่าจะเป็นผลมาจากการกระแทกครั้งใหญ่ในช่วงต้นที่ทำให้เปลือกโลกแตกเป็นเสี่ยงๆ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าการกระแทกอย่างต่อเนื่องจะสร้างความพรุนอย่างช้าๆ แต่ที่น่าประหลาดใจคือ ทีมงานพบว่ารูพรุนเกือบทั้งหมดของดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยผลกระทบขนาดใหญ่เหล่านี้ และการโจมตีอย่างต่อเนื่องโดยตัวกระทบขนาดเล็กกว่าทำให้พื้นผิวของมันแน่นขึ้น ผลกระทบที่เล็กลงในภายหลังเหล่านี้ทำหน้าที่แทนการบีบและกระชับรอยแตกและรอยเลื่อนที่มีอยู่บางส่วนของดวงจันทร์ จากการจำลองของพวกเขา นักวิจัยยังประเมินว่าดวงจันทร์มีประสบการณ์การชนมากกว่าที่เห็นบนพื้นผิวถึงสองเท่า ค่าประมาณนี้ต่ำกว่าที่คนอื่นคิดไว้ Jason Soderblom ผู้ร่วมวิจัย นักวิจัยจาก Department of Earth ของ MIT กล่าวว่า "การประมาณการก่อนหน้านี้ระบุว่าตัวเลขนั้นสูงกว่ามาก มากถึง 10 เท่าของผลกระทบที่เราเห็นบนพื้นผิว และเรากำลังคาดการณ์ว่าจะมีผลกระทบน้อยกว่า" วิทยาศาสตร์บรรยากาศและดาวเคราะห์ (EAPS) "เรื่องนั้นสำคัญเพราะมันจำกัดมวลสารทั้งหมดที่ผู้ชน เช่น ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางส่งมายังดวงจันทร์และพื้นผิวโลก และทำให้จำกัดการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ทั่วทั้งระบบสุริยะ" ผู้เขียนหลักของการศึกษาคือ EAPS postdoc Ya Huei Huang พร้อมด้วยผู้ทำงานร่วมกันที่ Purdue University และ Auburn University บันทึกที่มีรูพรุน ในการศึกษาใหม่ของทีม นักวิจัยมองหาการติดตามการเปลี่ยนแปลงของรูพรุนของดวงจันทร์ และใช้การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นใต้พื้นผิวเพื่อประเมินจำนวนของผลกระทบที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของมัน "เราทราบดีว่าดวงจันทร์ถูกทิ้งระเบิดอย่างหนักจนสิ่งที่เราเห็นบนพื้นผิวไม่ใช่บันทึกของทุกการชนที่ดวงจันทร์เคยมีอีกต่อไป เพราะเมื่อถึงจุดหนึ่ง ผลกระทบได้ลบล้างผลกระทบก่อนหน้านี้" Soderblom กล่าว "สิ่งที่เราพบคือผลกระทบที่สร้างความพรุนในเปลือกโลกจะไม่ถูกทำลาย และนั่นสามารถทำให้เราจำกัดจำนวนผลกระทบทั้งหมดที่ดวงจันทร์ต้องเผชิญได้ดีขึ้น" เพื่อติดตามวิวัฒนาการของความพรุนของดวงจันทร์ ทีมงานมองไปที่การวัดที่ดำเนินการโดย Gravity Recovery and Interior Laboratory หรือ GRAIL ของ NASA ซึ่งเป็นภารกิจที่ออกแบบโดย MIT ซึ่งส่งยานอวกาศแฝดรอบ ดวงจันทร์ เพื่อทำแผนที่แรงโน้มถ่วงพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยได้แปลงแผนที่แรงโน้มถ่วงของภารกิจเป็นแผนที่โดยละเอียดของความหนาแน่นของเปลือกโลกใต้ดวงจันทร์ จากแผนที่ความหนาแน่นเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถทำแผนที่ความพรุนของเปลือกโลกในยุคปัจจุบันได้ แผนที่เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าบริเวณรอบๆ หลุมอุกกาบาตที่มีอายุน้อยนั้นมีรูพรุนสูง ในขณะที่บริเวณที่มีรูพรุนน้อยกว่าจะล้อมรอบหลุมอุกกาบาตที่มีอายุน้อย ลำดับเหตุการณ์ปล่องภูเขาไฟ ในการศึกษาใหม่ของพวกเขา Huang, Soderblom และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาต้องการจำลองว่าความพรุนของดวงจันทร์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อถูกโจมตีด้วยผลกระทบขนาดใหญ่และเล็กลง พวกเขารวมถึงการจำลองอายุ ขนาด และตำแหน่งของหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุด 77 หลุมบนพื้นผิวดวงจันทร์ พร้อมกับการประมาณค่าความพรุนของหลุมอุกกาบาตแต่ละแห่งในปัจจุบันที่ได้มาจาก GRAIL การจำลองประกอบด้วยแอ่งที่รู้จักทั้งหมด ตั้งแต่แอ่งที่เก่าแก่ที่สุดไปจนถึงแอ่งกระทบที่อายุน้อยที่สุดบนดวงจันทร์ และมีอายุระหว่าง 4.3 พันล้านถึง 3.8 พันล้านปี สำหรับการจำลอง ทีมใช้หลุมอุกกาบาตอายุน้อยที่มีความพรุนสูงสุดในปัจจุบันเป็นจุดเริ่มต้นเพื่อแสดงถึงรูพรุนเริ่มต้นของดวงจันทร์ในช่วงแรกของการทิ้งระเบิดอย่างหนักบนดวงจันทร์ พวกเขาให้เหตุผลว่าหลุมอุกกาบาตเก่าที่ก่อตัวขึ้นในระยะแรกจะเริ่มมีรูพรุนสูง แต่จะต้องได้รับผลกระทบเพิ่มเติมเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งบีบอัดและลดความพรุนเริ่มแรก ในทางตรงกันข้าม หลุมอุกกาบาตที่มีอายุน้อยกว่าแม้ว่าจะก่อตัวขึ้นในภายหลัง แต่ก็จะมีผลกระทบน้อยกว่าหากมีผลกระทบตามมา ความพรุนที่อยู่ใต้พวกมันจะเป็นตัวแทนของเงื่อนไขเริ่มต้นของดวงจันทร์มากกว่า "เราใช้อ่างที่อายุน้อยที่สุดที่เรามีบนดวงจันทร์ ซึ่งไม่ได้รับผลกระทบมากเกินไป และใช้เป็นวิธีเริ่มต้นเป็นเงื่อนไขเริ่มต้น" Huang อธิบาย "จากนั้นเราใช้สมการเพื่อปรับจำนวนผลกระทบที่จำเป็นในการได้รับจากรูพรุนเริ่มต้นนั้นไปสู่รูพรุนที่เก่าแก่ที่สุดในยุคปัจจุบัน" ทีมวิจัยได้ศึกษาหลุมอุกกาบาตทั้ง 77 หลุมตามลำดับเวลา โดยพิจารณาจากอายุที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ สำหรับหลุมอุกกาบาตแต่ละแห่ง ทีมงานได้จำลองปริมาณที่ความพรุนด้านล่างเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับความพรุนเริ่มต้นที่แสดงโดยปล่องที่อายุน้อยที่สุด พวกเขาสันนิษฐานว่าการเปลี่ยนแปลงความพรุนที่มากขึ้นนั้นสัมพันธ์กับจำนวนผลกระทบที่มากขึ้น และใช้ความสัมพันธ์นี้เพื่อประมาณจำนวนผลกระทบที่จะสร้างความพรุนของปล่องภูเขาไฟแต่ละแห่งในปัจจุบัน การจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นแนวโน้มที่ชัดเจน: ในช่วงเริ่มต้นของการทิ้งระเบิดอย่างหนักบนดวงจันทร์เมื่อ 4.3 พันล้านปีก่อน เปลือกโลกมีรูพรุนสูง ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ (โดยการเปรียบเทียบ ความพรุนของภูเขาไฟอยู่ที่ประมาณ 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์) เมื่อเกือบ 3.8 พันล้านปีก่อน เปลือกโลกมีรูพรุนน้อยลง และยังคงมีรูพรุนอยู่ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงของความพรุนนี้น่าจะเป็นผลมาจากตัวกระแทกขนาดเล็กที่ทำหน้าที่กระชับเปลือกโลกที่แตกร้าว เมื่อพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงของรูพรุนนี้ นักวิจัยประเมินว่าดวงจันทร์มีประสบการณ์การกระแทกเล็กน้อยประมาณสองเท่าเท่าที่เห็นบนพื้นผิวของมันในปัจจุบัน "สิ่งนี้ทำให้เกิดขีดจำกัดบนของอัตราผลกระทบทั่วทั้งระบบสุริยะ" Soderblom กล่าว "ตอนนี้เรายังมีความชื่นชมใหม่สำหรับผลกระทบที่ควบคุมความพรุนของวัตถุบนพื้นโลก"